为什么动物进化不出皮甲?
Rara,生物爱好者,AI行业梭边鱼,杂志科普作家。 查看知乎原文 看到这问题,皮厚的和壳硬的动物都沉默了…… 皮甲这种东西,在自然界大体分为两派吧,皮厚派和壳硬派。 先来看壳硬派吧,让我们请出几位灵魂代表动物。铁锭甲虫 Zopherus nodulosus haldemani 咳咳,不是铁腚哈!是铁锭! 不是腚!不是…
看到这问题,皮厚的和壳硬的动物都沉默了……
皮甲这种东西,在自然界大体分为两派吧,皮厚派和壳硬派。
先来看壳硬派吧,让我们请出几位灵魂代表动物。铁锭甲虫 Zopherus nodulosus haldemani
咳咳,不是铁腚哈!是铁锭!

如果仅仅以为人家只是腚铁的话,那你就是在瞧不起它们。
铁锭甲虫下面有近 20 种物种——啊,这些家伙实在是太硬了。

硬到连做标本用昆虫针固定它到板子上都困难——需要靠电钻或锤子锤才行。

在感到危险时,它们会把 jiojio 和触角缩进甲壳上的凹槽里——全面戒备属于是。
更有甚者,其中的恶魔铁锭甲虫 Phloeodes diabolicus 的外壳还能承受车辆的碾压呢!

之所以这么厉害,是因为:
1.它的甲壳主要是几丁质构成的,里边蛋白质含量相对其他生物来说更多,内角质层也更厚,相当于弹性更好,更耐压。
2.巧妙的骨化鞘翅:

3.甲壳侧边的支撑结构:

4.在上面那幅图里的交叉式结构的外面还长着一些微刺,能够增加摩擦力,从而一定程度增强外骨骼的抗性。
铁锭甲虫这样一番 newbee 的身体组合,捕食者发现刮痧刮不动之后,很有可能就放弃啦!
鲍鱼 Haliotis
嘿,虽然大家对鲍鱼十分熟悉,都知道它有个外壳。

但是注意注意敲黑板啦!!!!!!这壳可不简单哟!!
它的壳是由超多层碳酸钙板构成的,层与层之间是通过一种蛋白质接在一起的。

FYI,每一个碳酸钙层的厚度只有人类头发的两百分之一那么薄哟!
可想而知,一个鲍鱼,它的壳儿得有多少个碳酸钙层啊!
虽然碳酸钙算是比较脆的,但是由于超多层的堆叠,所以整体很坚硬。

还有一个 trick 就是,前面咱们提到的这种把一层一层的碳酸钙层连接在一起的那种蛋白质,它不仅仅说起到了连接的作用……
它它它……还能让碳酸钙层们层间互相滑动。

这样就能给鲍鱼叠个 buff 啦——在受到冲击后,诶,碳酸钙层们可以滑一滑,这样壳就不那么容易会损坏啦!
巨骨舌鱼 Arapaima gigas

QQQ! 弹弹弹!
这家伙的“装甲”超有意思!
就是每个鳞片在表面矿化层下面还堆叠了层层弹弹弹的胶原蛋白。

等于说是……鳞片的坚硬外层可以保护巨骨舌鱼被咬穿,实在不行鳞片要被咬破了,在下面 QQ 弹弹的胶原蛋白也可以为冲力提供缓冲。

妙极啦!
穿山甲 Manidae

关键在于它的鳞片,它的外壳儿是由一层层的角质鳞片叠加组成的。
trick 大概是穿山甲身上那些鳞片里角蛋白的排列方式,抗裂还可以——这个我们暂且不提。
关键是当穿山甲的鳞片断裂时,甚至还能引导裂痕远离鳞片下方的软组织呢!

还有,众所周知的当穿山甲感到危险时会把自己卷成一个球,直接全方位包裹自己。

敲黑板啦!!!!!!除了卷成球的技能之外,穿山甲还有控制鳞片开合的技能——比如说刨土挖洞的时候,它会张开鳞片挡土噢!
犰狳 Cingulata
犰狳的硬壳整体看上去有点类似于中世纪的板甲:


犰狳的外壳成分外面是角蛋白,里面有皮内成骨。
总之就还挺硬的吧,但倒绝对没有很多网上流传说的那么夸张。
只能说这种外壳能让犰狳藏身在刺多多的灌木丛里面躲避掠食者。

像是遇到猛一点的掠食者,还是可以依轻易破坏犰狳的外壳的哈,所以对犰狳外壳的硬度不要抱有太多的幻想哈!
鳄鱼 Crocodilia

嗯,鳄鱼皮厚度大概也就 1、2mm 左右。虽然在厚度上看起来也许不咋滴,但架不住它够硬够坚韧啊。
鳄鱼的皮肤是由相互连接的鳞片和骨板组成的哟。
关键是会有离散孤立的骨块儿沉积在鳞片里面——在鳄鱼的背部尤为明显,骨鳞属于是。

这些鳞片在很大程度上保护脆弱的内脏器官在与其他鳄鱼的战斗中免受伤害哦!
(不同鳄鱼种类鳞片里的骨块儿沉积程度还不一样呢。
Ps.冷知识,在鳄鱼的腹部,鳞片往往是方形且平坦的,所以皮革工业中最常用的是鳄鱼腹部的皮肤。
但是如果腹部鳞片里面有沉积骨,那工业价值就会大打折扣(比如凯门鳄)。

好了,现在轮到皮厚派的代表们上场啦!!!!!!河马 Hippopotamus amphibius
为啥它看起来这么圆呢?很大一个原因就是——皮厚得堪比城墙拐角加炮台。

成年河马皮最厚的地方就能达到 5、6cm 左右的厚度呢。
(图片预警)

河马的皮肤由薄真皮层和厚表皮层组成。其中的表皮层是由由死皮细胞、角蛋白和胶原纤维组成。这一层可防止晒伤、划伤和感染。

而真皮层富含大量的胶原蛋白,而且胶原纤维纵横交错排列——相当难穿透,韧得很。
要不然在中世纪怎么会拿河马皮赖做皮盾嘛?

蜜獾 Mellivora capensis

虽然皮只厚 6 毫米左右,看起来不咋滴……但人家是小型哺乳动物啊——这厚度已经可以了。

关键是这家伙的这身皮有点难评——因为实在是太!松!啦!有多松呢?
这么说吧,蜜獾披的那身皮就有点像一个娇小的小女生穿了 1 米 8 男朋友的外套一样。

太松了这皮,以至于可以扭来扭去那种。
所以被咬之后,蜜獾就可以把皮扭啊扭啊扭,然后金蝉脱壳(哈哈哈,虽然会丧失点皮肉但总比死好吧)。

或者蜜獾扭扯着皮把皮拉得老长老长的、然后转过身反咬正撕咬着它的捕食者。
啧,这合着也算是一种天赋吧。

犀牛 Rhinocerotidae

犀牛皮不仅皱巴巴挺硬的,也很厚哟——尤其是背上和两侧。全身分布来看厚度 range 大概在【2cm,5cm】。

而且!妈耶它的皮下脂肪不要太厚——可以有 10cm 那么厚。这!刀没个十多厘米长都扎不透呀!

(图片预警)

关键是还有一个 buff 就是犀牛爱滚泥谭——皮肤外面还会裹上一层泥巴壳呢。

可以说是拥有很强的装甲了。
鲸鲨 Rhincodon typus


鲸鲨皮肤也挺厚,能达到 15cm 左右呢!皮没啥好说的。

其实我更想在这儿介绍的是……鲸鲨这家伙武装到了眼睛——它在眼球的表面上长有真皮细齿来保护眼球少受点磨损。

噢,实在是太独特啦!
抹香鲸 Physeter macrocephalus

抹香鲸的皮肤厚达 35 厘米,堪称所有动物中最厚的皮肤。

喔唷,这还怎么下得了口。
不过对于抹香鲸来说,厚的皮肤主要集中在背部、头部和尾巴这些地方。
它的下腹部皮肤就不怎么厚啦——所以如果考虑搏一搏,可以去咬抹香鲸的下腹部试试 /doge。

其实不管皮厚不厚、壳硬不硬,生物的皮 / 壳在演化过程中或多或少都能够抵御一些来自栖息环境的伤害,这本身就是一种盾甲了。
所以,题设不太对噢。
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